单轴并联式混合动力汽车能量分配的模糊控制策略研究

针对单轴并联式混合动力轿车,以混合驱动系统需求转矩和电池剩余电量（SOC）为输入,以发动机转矩为输出,构建了能量管理模糊控制器,基于ADVISOR的仿真研究表明,模糊控制策略与传统的逻辑门控制策略相比,能够更有效地降低混合动力汽车的燃油消耗和排放,更好地控制电池组SOC的变化。     

ISG混合动力电动汽车的转矩控制策略

转矩为ISG混合动力电动汽车能量管理策略中最主要的控制变量,其实质为转矩分配策略。针对ISG并联混合动力轿车,根据混合动力系统的工作模式,以需求转矩与发动机当前最佳效率转矩的比值和蓄电池荷电状态(SOC)为输入,以电机转矩指令为输出,构建了转矩分配模糊控制器。基于仿真软件ADVISOR,选用NEDC道路循环工况进行了仿真分析。结果表明:与传统门限控制策略相比,该模糊控制器在一定程度上更有效地降低了混合动力电动汽车的燃油消耗量,并且保持电池组SOC在工作区间的平衡。     

混合动力汽车模糊逻辑转矩管理策略仿真

以并联混合动力系统的工作模式为基础,结合发动机和电机的性能特性,利用需求转矩与发动机最佳转矩之差和电池电荷状态(SOC)作为输入,以发动机实际输出和最佳转矩值的比值作为输出,构建了模糊推理规则和推理器,用以确定发动机和电机的最佳转矩分配,实现系统的总体能量转换效率最高.仿真结果表明,与采用精确门限参数的策略相比,所设计的模糊逻辑转矩管理策略的燃油经济性有较大提高,并能控制电池SOC在工作区保持稳定.     

并联混合动力驱动系统模糊控制策略研究

介绍了ADVISOR的一种兼顾排放的并联混合动力模糊控制策略,并对该控制策略进行了有益的改进。改进的控制策略以发动机的转矩需求、电池荷电状态SOC和电机转速作为输入,以发动机的实际工作转矩作为输出,达到优化发动机工作点、电机的效率和平衡电池SOC的目的。最后,通过整车循环工况验证了该模糊控制策略对整车经济性和排放性以及电机工作效率的改善。     

基于驾驶意图的插电式混合动力汽车能量管理策略

为了使插电式混合动力汽车(PHEV)在不同驾驶意图下合理使用电池电能以获得更好的能耗经济性,采用模糊推理控制器识别驾驶员意图,依据混合动力系统的动力耦合方式、电池荷电状态(SOC)及发动机特性曲线进行工作模式划分,建立能耗经济性目标函数,运用瞬时优化方法进行发动机和电机转矩分配,在此基础上提出了基于驾驶意图的能量管理策略。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建整车模型,在新欧洲驾驶循环(NEDC)工况下进行仿真分析,结果表明:采用该能量管理策略可以实现发动机和ISG电机的优化控制,使发动机的工作点总体运行在高效区;与电量消耗(CD)-电量维持(CS)模式的能量管理策略相比,百公里油耗降低了8.24%。通过整车道路试验对所提出的能量管理策略的有效性进行验证,结果表明:采用该能量管理策略的插电式混合动力汽车的百公里油耗较原汽油车降低32.93%。     

AMT混合动力系统驱动模式能量优化控制

在AMT混合动力系统转矩优化分配算法的基础上,提出了以动力总成系统效率最大化为目标的AMT档位优化控制来优化转速,并通过离线优化求解确定了不同状态(发动机和电机功率、车速、蓄电池SOC)下AMT的最优化档位控制规律和电机最优化转矩。仿真试验结果表明,能量优化控制算法显著改善了整车燃油经济性。     

串联式混合动力装载机模糊逻辑控制策略

为了提高装载机能源的利用率和变矩传动效率,通过分析某5t装载机的工况特点,提出了重度串联式油电混合动力方案。针对该方案提出模糊逻辑控制策略,通过在线估计系统需求转矩,以需求转矩和超级电容SOC值作为输入,得到发动机、发电机及电动机的输出转矩。结果表明:超级电容SOC值变化稳定,发动机输出转矩基本处于高效区,比传统装载机节油约16.6%,改善了燃油经济性。     

增程式电动客车整车控制器的设计

针对某带APU的增程式城市电动客车的整车协调控制问题设计了整车控制器,研究了整车控制器的硬件、软件设计,多能源管理和能量优化控制策略。通过动力电池组荷电状态SOC逻辑门限控制策略,当动力电池组SOC低于门限值后,APU开启,起到增程器的作用。整车控制器以瑞萨科技的32位微控制器uPD70F3380为核心,实现数字I/O、模拟量的采集以及CAN总线通信、多能源管理和能量优化控制等功能。经过实车实验,该整车控制器实现了电动客车的APU驱动、混合驱动、纯电驱动等多种工作模式,并有效地提高了能量的利用率,证明了该整车控制器的可行性和控制策略的有效性。     

基于模糊逻辑的SHEV控制策略设计与仿真

针对一辆串联式混合动力电动汽车设计了一种基于模糊逻辑的控制策略,根据蓄电池组荷电状态(SOC)及车辆需求功率的变化实时调整发动机输出功率,以实现恒SOC控制,同时兼顾发动机燃油消耗及排放.给出了模糊控制器的结构,建立了车辆前向仿真模型,进行了离线仿真及硬件在环仿真.仿真结果表明,模糊控制策略能够较好将蓄电池组SOC维持在期望值0.7附近,且发动机可以稳定地工作在其高效率区以获得较低的燃油消耗及排放.     

并联式混合动力装载机模糊逻辑控制策略

以某5t并联式混合动力装载机为研究对象,通过载荷谱分析了其工况特点,提出模糊逻辑控制策略,通过在线估计系统需求转矩,以需求转矩和超级电容SOC值作为输入,得到发动机和电机输出转矩。结果表明:本文控制策略改善了发动机燃油经济性,比传统装载机节油约7.8%,实现了节能效果。     

燃料电池混合动力系统输出功率跟随研究

为提高燃料电池混合动力系统功率输出的动态特性,并提高其经济性,在基于DC/DC变换器微分平坦控制的基础上提出了基于高效率功率跟随的混合能量管理策略,建立了包括燃料电池、锂电池、DC/DC变换器和负载等部件的数学模型,并进行了仿真实验。研究结果表明:基于微分平坦控制的DC/DC变换器控制方法能够改善系统的动态响应,修正后的电池的荷电状态(SOC)维持且接近期望SOC值;燃料电池的高效率功率跟随控制策略可以实现系统功率的合理分配,使得混合动力系统可以更安全、高效地运行。     

系统效率最优的功率分流式混合动力汽车非线性预测控制

针对一种基于双行星排构型的功率分流式混合动力汽车,建立系统动态模型,准确描述其转速转矩耦合关系,通过建立各部件的效率模型,分析不同模式下系统的工作效率. 设计控制器结构框架,以系统工作效率和电池充放电平衡为目标,构建基于模型预测控制的优化问题,采用一步马尔科夫链模型预测驾驶员需求转矩及车速,将有限时域内的优化问题转化为非线性规划问题,基于序列二次规划算法实现优化求解. 仿真研究表明,基于系统效率最优的预测控制器能够维持电池的充放电平衡,在美国城市驾驶循环（UDDS）下,当电池初始电池荷电状态（SOC）分别为0.50、0.55和0.60时,相较于以发动机燃油消耗最优为目标,车辆等效燃油经济性分别提高了7.17%、5.73%和10.11%,验证了控制器的有效性和优越性.     

Design and Strategy of Series-Parallel Hybrid System Based on BSFC

In this paper, a drive control strategy is developed based on the characteristics of series-parallel plug-in hybrid system. Energy management strategies in various modes are established with the basis on the minimum brake specific fuel consumption (BSFC) curve of engine. The control strategy, which is based on rules and system efficiency, is adopted to determine the entry/exit mechanisms of various modes according to battery state of charge (SOC), required power and required speed. The vehicle test results verify that the proposed control strategy can improve vehicle economy efficiently and makes a good effect on engine control.     

Fuzzy energy management strategy for parallel HEV based on pigeon-inspired optimization algorithm

Improvements in fuel consumption and emissions of hybrid electric vehicle (HEV) heavily depend upon an efficient energy management strategy (EMS). This paper presents an optimizing fuzzy control strategy of parallel hybrid electric vehicle employing a quantum chaotic pigeon-inspired optimization (QCPIO) algorithm. In this approach, the torque of the engine and the motor is assigned by a fuzzy torque distribution controller which is based on the battery state of charge (SoC) and the required torque of the hybrid powertrain. The rules and membership functions of the fuzzy torque distribution controller are optimized simultaneously through the use of QCPIO algorithm. The simulation ground on ADVISOR demonstrates that this EMS improves fuel economy more effectually than original fuzzy and PSO_Fuzzy EMS.     

并联式混合动力液压挖掘机动力源特性研究

针对液压挖掘机在15s的一个典型工作周期下的工况,分析液压挖掘机的工况特点,建立并联式混合动力液压挖掘机动力源部分的数学模型,提出一种并联式混合动力液压挖掘机动力参数的优化组合配置,研究空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制的永磁同步电机（PMSM）以及NiMH电池组在典型工作周期下的发电/电动、充电/发电能量转化效率、电机转速、转矩等动态响应特性以及SOC变化特性.仿真结果表明,该优化组合的动力总成能满足液压挖掘机动力需求和能量转化效率要求,能提升整机系统的油耗特性,并且电池系统只充当能量交互的媒介,实现液压挖掘机的高效节能的控制.     

混合动力汽车经济型巡航的车速规划策略

选取功率分流式混合动力汽车为对象,以燃油消耗最小为目标开展巡航场景下的经济车速规划研究. 结合车辆动能管理与等效燃油最小化策略（ECMS）,提出增强型等效燃油最小化策略（R-ECMS）. 运用极小值原理推导油电等效系数,建立动能与电能间的等效关系;结合电能与燃油之间的等效关系,将车辆动能变化和电能消耗统一转化成燃油消耗. 为了兼顾电池SOC平衡以及车辆通行速度,采取非支配排序遗传算法优化R-ECMS权重系数中的参数. 仿真结果表明,与传统能量管理策略ECMS相比,R-ECMS可以降低8.06%的燃油消耗. 与采用最优算法的动态规划策略相比,R-ECMS能在实现次优的优化效果的同时大幅降低计算时间. 同时,与ECMS相比,R-ECMS在其他仿真场景下能实现6.94%的节油率,具有较好的泛化性能和应用前景.     

面向燃料电池汽车的双源电机驱动系统

为解决DC/DC带给燃料电池汽车驱动系统成本及效率方面的问题,实现双电源之间的能量传输及对应转矩的独立控制,对双源电机驱动系统的工作模式、控制系统及输出性能进行分析。建立双源电机、燃料电池、动力电池模型,讨论双源电机的多种工作模式;针对双源电机两套绕组间的电压耦合效应,采用前馈解耦及零直轴电流策略对双源电机燃料电池绕组、动力电池绕组的电流及对应转矩进行独立控制;在实验室设计工况及基本市区循环试验工况下分别进行台架试验,双源电机驱动系统的输出转矩能够快速响应转矩需求,不同工作模式下燃料电池绕组及动力电池绕组的电流与其对应转矩波形一致。台架试验结果表明：双源电机驱动系统的多工作模式能够实现燃料电池汽车的启动、加速、下坡、制动能量回收等工况,所采用的控制策略可以对燃料电池及动力电池输出转矩进行独立控制,能够顺利实现燃料电池和动力电池之间的能量传输。     

并联式混合动力汽车的AMESim建模与仿真

利用AMESim软件针对某混合动力汽车建立其仿真模型,重点研究并制定了使发动机的最优工作的控制策略和自动变速器最佳动力性换档规律.在NEDC循环工况下对仿真模型进行了动力性和燃油经济性的分析,结果表明所制定的控制策略能有效的降低燃油消耗,使电池SOC维持在一定的范围内.